Généralités sur les antibiotiques
Un antibiotique (ATB) est une substance naturelle d’origine biologique, chimique ou semi synthétique, ayant une activité antibactérienne en milieu organique, une bonne absorption et une bonne diffusion dans l’organisme . Son action étant spécifique et dirigée contre les bactéries, il est relativement peu toxique pour les cellules eucaryotes.
Les antibiotiques naturels sont produits essentiellement par des microorganismes du sol tels que les moisissures et les bactéries, particulièrement les espèces des genres Streptomyces et Bacillus, ainsi que de nombreuses bactéries marines. Ce sont des métabolites secondaires, qui ne servent pas à la construction cellulaire de l’organisme producteur, mais apparaissent quand il n’y a plus de croissance . Ils ont la propriété d’interférer directement avec la prolifération des microorganismes à des concentrations tolérées par l’hôte .
Les antibiotiques chimiques sont obtenus, soit à partir de dérivés totalement artificiels, soit en recréant des substances initialement extraites de microorganismes. Les antibiotiques semi-synthétiques sont issus de la modification, en laboratoire, de molécules de base naturelle produites par des microorganismes.
Huile essentielle
Une huile essentielle est une essence végétale, volatile et odoriférante, définie comme « un produit obtenu à partir d’une matière première végétale, soit par entraînement à la vapeur, soit par des procédés mécaniques à partir de l’épicarpe des Citrus, soit par distillation. L’huile essentielle est ensuite séparée de la phase aqueuse par des procédés physiques ».
Les huiles essentielles se forment chez un grand nombre de plantes comme produits du métabolisme secondaire . Ce sont des mélanges liquides très complexes ayant des propriétés et des modes d’utilisation particuliers .
Méthodes d’extraction des huiles essentielles
Les techniques d’extraction des huiles essentielles les plus souvent utilisées sont : l’hydrodistillation, la distillation à la vapeur saturée, l’hydrodiffusion, l’expression à froid et l’enfleurage.
Hydrodistillation : L’hydrodistillation (HD) est la méthode la plus couramment employée pour l’extraction d’une huile essentielle. Le procédé consiste à immerger la matière végétale dans un bain d’eau ; l’ensemble est ensuite porté à ébullition et à pression atmosphérique.
Sous l’effet de la chaleur, les molécules odorantes contenues dans les glandes sécrétrices des végétaux sont libérées sous forme d’un mélange azéotropique. Bien que la plupart des constituants aient des températures d’ébullition supérieures à 100°C, ils sont entraînés mécaniquement avec la vapeur d’eau. Le refroidissement par condensation conduit à la séparation du mélange eau-huile essentielle par décantation. Ainsi, l’eau et les molécules volatiles sont séparées par leurs différences de densité, dans l’essencier en une phase aqueuse (hydrolat) et une phase organique surnageante (huile essentielle). La durée d’hydrodistillation varie en fonction de la matière végétale à traite et peut avoir une influence sur le rendement en huile essentielle et sur sa composition chimique .
Distillation à vapeur saturée et l’hydrodiffusion : Le principe de la distillation à vapeur saturée est analogue à l’hydrodistillation.
Toutefois, le matériel végétal n’est pas en contact direct avec l’eau ; il est placé sur une grille perforée au-dessus de la base de l’alambic. Les composés volatils sont entraînés par la vapeur d’eau qui traverse le végétal ; ils sont ensuite séparés par décantation du distillat refroidi. L’hydrodiffusion consiste à faire passer un flux généralement descendant de vapeur d’eau à très faible pression à travers la masse végétale. Ces techniques sont usuellement employées par les industriels pour la production d’huiles essentielles et d’hydrolats à grande échelle. Les compositions chimiques des produits peuvent être sensiblement différentes en fonction des méthodes utilisées.
Expression ou pressage à froid : Le procédé est utilisé uniquement pour l’obtention des huiles essentielles contenues dans les zestes d’agrumes. Il s’agit d’un processus physique dans lequel les glandes à huile essentielle de la peau du fruit sont percées, broyées ou concassées mécaniquement afin de libérer l’essence. Le procédé classique utilise un courant d’eau et l’huile essentielle est séparée de la phase aqueuse par centrifugation. Cette méthode est économiquement plus rentable que l’hydrodistillation et permet d’éviter d’éventuelles dégradations thermiques.
Enfleurage : Cette méthode est réservée aux huiles essentielles à forte valeur ajoutée ; elle est notamment utilisée avec les fleurs telles le jasmin ou la tubéreuse qui continuent à produire des métabolites secondaires après la cueillette. Le procédé à froid consiste à absorber le parfum de ces fleurs en utilisant un corps gras à haut pouvoir d’absorption. Pendant la période de récolte (qui dure plusieurs semaines), les pétales de fleurs fraichement cueillis sont étalés sur de la graisse et remplacés toutes les 24 heures par les pétales de fleurs nouvellement cueillies. Le corps gras, non renouvelé au cours du processus, est saturé en essence florale et l’huile essentielle est ensuite extraite de la graisse par de l’éthanol .
Caractéristiques physico-chimiques des huiles essentielles
Les huiles essentielles sont des mélanges variés de composants aromatiques ayant des propriétés communes.
Liquides à température ambiante, les huiles essentielles sont volatiles ce qui les différencie des huiles fixes. Elles sont très odorantes et ne sont que rarement colorées, la gamme de couleur s’étalant le plus souvent du jaune au vert. Elles sont sensibles à l’oxydation et change de couleur. Leur densité est en général inférieure à celle de l’eau. Elles ont un indice de réfraction élevé et la plupart dévient la lumière polarisée.
Solubles dans les solvants organiques usuels, elles sont liposolubles. Bien qu’entraînable par la vapeur, elles sont très peu solubles dans l’eau. Toutefois elles le sont suffisamment pour communiquer à celle-ci une odeur nette, on parle alors d’eau aromatique.
Mode d’action des huiles essentielles sur les bactéries
Les huiles essentielles ont un spectre d’action très large puisqu’elles inhibent aussi bien la croissance des bactéries que celles des moisissures et des levures. Leur activité antimicrobienne est principalement fonction de leur composition chimique et souvent de la nature de leurs composés volatils majeurs. Elles agissent en empêchant la multiplication des bactéries, leur sporulation et la synthèse de leurs toxines. Les huiles essentielles possèdent plusieurs modes d’action sur les différentes souches de bactéries, mais d’une manière générale, leur action se déroule en trois phases : Attaque de la paroi bactérienne par l’huile essentielle, provoquant une augmentation de la perméabilité puis la perte des constituants cellulaires. Acidification de l’intérieur de la cellule, bloquant la production de l’énergie cellulaire et la synthèse des composants de structure. Destruction du matériel génétique, conduisant à la mort de la bactérie.
Table des matières
Introduction
Analyse Bibliographique
Chapitre I : Résistance aux antibiotiques : définitions, mécanismes et impacts
I. Généralités sur les antibiotiques
1. Définition
2. Mode d’action et spectre d’activité
II. Résistance aux antibiotiques
1. Définition
2. Facteurs contribuant à l’émergence et à la propagation de la résistance
2.1. Usage inapproprié d’antibiotiques
2.2. Utilisation massive d’antibiotiques dans le secteur agro-alimentaire
2.3. Utilisation d’antiseptiques et de désinfectants
3. Types de résistance
3.1. Résistance naturelle ou intrinsèque
3.2. Résistances acquises
3.2.1.Résistance par mutation chromosomique
3.2.2.Résistance par acquisition de matériel génétique exogène
III. Mécanismes de résistance
1. Brouillage : production d’enzymes d’inactivation des antibiotiques
2. Blindage et efflux : imperméabilité à la pénétration de l’antibiotique ou rejet
3. Camouflage : modification de la structure cellulaire cible
4. Esquive ou stratégie de contournement
IV. Impacts de la résistance aux antibiotiques
1. Bactéries multirésistantes
1.1. Bactéries à Gram positif
1.1.1. Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline
1.1.2. Streptococcus pneumoniae multirésistant et Enterococcus résistant à la Vancomycine
1.2. Bactéries à Gram négatif
1.2.1. Entérobactéries productrices de BLSE et de β-lactamases de type AmpC
1.2.2. Bactéries productrices de carbapénèmases
1.2.3. Résistance des entérobactéries aux fluoroquinolones
1.3. Autres bactéries résistantes préoccupantes
2. Mortalité
3. Coût
4. Prévention et perspectives
Chapitre II : Les huiles essentielles
I. Définitions
1. Huile essentielle
2. Aromathérapie
II. Histoire
III. Matière végétale
IV. Méthodes d’extraction des huiles essentielles
1. Hydrodistillation
2. Distillation à vapeur saturée et l’hydrodiffusion
3. Expression ou pressage à froid
4. Enfleurage
V. Caractéristiques physico-chimiques des huiles essentielles
VI. Composition chimique des huiles essentielles
1. Terpènes
1.1. Monoterpènes
1.2. Sesquiterpènes
2. Composés aromatiques
3. Notion de chémotype
VII. Intérêts éco-biologiques, thérapeutiques et économiques des huiles essentielles
VIII. Mode d’action des huiles essentielles sur les bactéries
IX. Modes d’administration, absorption et excrétion
X. Toxicité et pouvoir allergisant des huiles essentielles
Chapitre III : Pelargonium graveolens
I. Histoire
II. Position systématique
III. Caractérisation botanique
1. Morphologie
2. Mode de culture
2.1. Milieu naturel
2.2. Multiplication et culture
2.3. Récolte
IV. Maladies et ravageurs
V. Huile essentielle de Pelargonium graveolens
1. Propriétés physiques et composition chimique
2. Domaines d’utilisations
2.1. Parfumerie et cosmétiques
2.2. Médecine traditionnelle et aromathérapie
2.3. Agroalimentaire
3. Toxicité et pouvoir allergisant
VI. Travaux récents sur Pelargonium graveolens
Etude expérimentale
Matériels et méthodes
I. Enquête ethnobotanique
1. Enquêtés
2. Enquête
II. Matériel végétal
1. Zone d’échantillonnage
1.1. Position géographique
1.2. Conditions climatiques
1.3. Nature du sol
2. Drogue
2.1. Etude de la teneur en eau
2.2. Description des coupes histologiques de la feuille et de la tige
III. Extraction de l’huile essentielle
1. Hydrodistillation
2. Rendement en huile essentielle
3. Cinétique d’extraction de l’huile essentielle
IV. Etude analytique de l’huile essentielle
1. Propriétés organoleptiques de l’huile essentielle
2. Mesure des indices physiques
2.1. Densité relative à 20°C
2.2. Indice de réfraction
2.3. Miscibilité à l’éthanol
3. Analyse chromatographique de l’huile essentielle
V. Test-objet : Souches bactériennes testées
1. Collecte et identification
1.1. Isolement
1.2. Observations microscopiques
1.2.1. Etat frais
1.2.2. Coloration de Gram
1.3.Recherche des enzymes respiratoires
1.3.1. Test de la catalase
1.3.2. Test de l’oxydase
1.3.3. Test de la nitrate réductase
1.4. Etude du métabolisme glucidique sur milieu TSI
1.5. Galerie API
2. Sélection et conservation des souches
3. Antibiogramme
3.1. Technique
3.2. Tests complémentaires
3.2.1. Recherche de β-lactamases à spectre élargi (BLSE)
3.2.2. Détection des souches de Staphylococcus résistantes à la méthiciline
VI. Activité antibactérienne in vitro de l’huile essentielle extraite
1. Aromatogramme
2. Quantification de l’activité de l’huile essentielle
2.1. Dilutions minimales inhibitrices
2.2. Concentrations minimales inhibitrices
3. Détermination du type d’activité : bactéricidie-bactériostase
3.1. Par repiquage à partir des zones d’inhibition
3.2. Par détermination des concentrations minimales bactéricides
VII. Recherche de synergies : Antibiotiques – Huile essentielle
VIII. Propositions d’usages de l’huile essentielle
1. En tant qu’additif alimentaire
2. En tant que produit antiseptique
3. Analyse statistique des résultats
Résultats et discussions
I. Enquête ethnobotanique
1. Données sur les enquêtés
1.1. Sexe
1.2. Age
1.3. Profession
2. Usage des plantes aromatiques et médicinales
2.1. Utilisation de PAM
2.2. Pathologies traitées par les PAM
3. Pelargonium graveolens
3.1. Connaissance de la plante
3.2. Usage de la plante
3.3. Source et période de récolte de la plante
3.4. Parties utilisées
3.5. Voies d’utilisation de la plante
3.6. Pathologies traitées par la plante
3.7. Utilisation de la plante seule ou en association
3.8. Mode de préparation et fréquence d’utilisation de la plante
3.9. Population cible
3.10. Période de prise
3.11. Effet de la drogue
3.12. Effets indésirables
II. Matériel végétal
1. Teneur en eau
2. Caractérisation microscopique des coupes histologiques
2.1. Feuille
2.2. Tige
III. Cinétique d’extraction et rendement en huile essentielle
1. Etude de la cinétique d’extraction
2. Rendement en huile essentielle
IV. Etude analytique de l’huile essentielle
1. Caractéristiques organoleptiques
2. Paramètres physiques
3. Profil chromatographique de l’huile essentielle
V. Identification des souches
VI. Sensibilité aux antibiotiques
1. Enterobacteriaceae
2. Bacilles à Gram négatif non fermentant
3. Cocci à Gram positif
3.1. Staphylococcus
3.2. Streptococcus et Enterococcus
VII. Sensibilité à l’huile essentielle de Pelargonium graveolens
1. Huile essentielle brute
2. Quantification de l’activité de l’huile essentielle
2.1. Dilutions minimales inhibitrices
2.2. Concentrations minimales inhibitrices
3. Type d’activité antibactérienne
3.1. Repiquage à partir des zones d’inhibition
3.2. Concentrations minimales bactéricides
VIII. Effet synergique antibiotique – huile essentielle
1. β-lactamines
2. Aminosides
3. Quinolones de 1ère génération et fluoroquinolones
4. Triméthoprime + sulfamethoxazole
5. Furanes et fosfomycine
IX. Usages de l’huile essentielle de Pelargonium graveolens
1. En tant qu’additif alimentaire
2. En tant que produit antiseptique
Conclusion et perspectives
Références bibliographiques
Annexes
